Il suo nome deriva da Amurianum, uno dei quartieri di Altino (un'antica città romana un tempo situata sulla laguna veneta), i cui abitanti si rifugiarono sulle isole per sfuggire all'invasione degli Unni nell'anno 453.
Durante la crisi e la caduta dell'Impero Romano d'Occidente in tutta l'area litoranea si verificò una consistente crescita demografica, dato che molte popolazioni latine si spostarono verso la costa per defilarsi dalle scorribande barbare.
Il primo documento ufficiale della Repubblica di Venezia nel quale viene citato Murano (Amuriana) risale all'846 d.C. A quel tempo, a livello amministrativo, l'isola era retta da tribuni minori e poi tribuni maggiori fino al XII secolo, quando poté avere giudici propri. Questa autonomia le fu poi tolta nel 1171 quando venne unita al sestiere veneziano di Santa Croce, per essere poi restaurata definitivamente solo nel 1275 con un podestà in carica per 16 mesi. Questo significava quindi che, nonostante la stretta relazione con Venezia, Murano poteva autogovernarsi con un Maggior Consiglio di 500 membri (poi serrato nel 1602 come quello veneziano, cioè ne fu reso ereditario l'accesso), un Minor Consiglio di 40 membri (poi 25), un tesoriere e un nunzio con il compito di mantenere un continuo contatto con la capitale.
La data decisiva per Murano fu però il 1291, anno in cui il Maggior consiglio veneziano proibì la lavorazione del vetro a Venezia per motivi di sicurezza (causa pericoli di incendi e inquinamento). Le fornaci si spostarono quindi nell'isola vicina di Murano dando così origine alla grande fama dell'isola, al tempo l'unico luogo autorizzato per la produzione del vetro nei territori della Repubblica. Quest'esclusiva permise agli artigiani di farsi conoscere velocemente in tutta Europa, realizzando prodotti artistici di inestimabile valore la cui commercializzazione era garantita da Venezia.
Murano, oltre che il più importante centro della lavorazione del vetro, divenne anche meta di vacanze per molte famiglie patrizie veneziane che qui edificarono ville sontuose e ricchi giardini, punti di ritrovo per artisti e letterati. Furono costituite anche accademie (ovvero associazioni di cittadini che si dedicavano a studi di vario genere, soprattutto letterari) frequentate da nomi illustri (fra cui: Pietro Bembo, Giovanni Della Casa, Aldo Manuzio). I numerosi e ricchi conventi fanno inoltre di Murano un importante luogo di ritiro spirituale.
Nei secoli XV e XVI Murano raggiunse il suo massimo splendore: arrivò a contare 30.000 abitanti (oggi solo 5600 circa), 17 chiese, decine di fornaci, numerose fiere e botteghe, e moltissime erano le personalità importanti a livello internazionale che vi si recavano per conoscere ed assistere alla lavorazione del vetro.
Nel corso di questi secoli fino al Settecento, Murano visse tutti gli eventi storici che coinvolsero la Repubblica Veneziana: le lotte con gli altri stati regionali italiani e le potenze europee, l'eterno scontro con Genova e le guerre vittoriose contro gli Ottomani, le pesti che decimarono la popolazione. Il Settecento rappresentò per la Repubblica di Venezia il culmine della crisi, caduta nel 1797 per mano dei napoleonici, e da qui sottomessa poi alla dominazione straniere. Murano, così come Venezia, fu quindi occupata prima dai Francesi e poi dagli Austriaci e conseguentemente mutò anche dal punto di vista urbanistico: molte chiese (oggi ne rimangono solo quattro) e conventi furono demolite per edificare case o fornaci, così come giardini e altri edifici storici.
Dopo la terza guerra d'Indipendenza (1866, annessione del Veneto al nuovo Regno d'Italia) Murano conosce un nuovo momento di rinascita. Soprattutto grazie all'opera dell' Abate Vincenzo Zanetti (una delle figure di spicco della cultura muranese dell'Ottocento, che fondò insieme al sindaco dell'epoca Antonio Colleoni il Museo del Vetro e la Scuola di disegno applicato all'arte del vetro) la città si impegnò nella valorizzare la propria storia e cultura, così come nella produzione vetraria che ricominciò ad essere esportata in tutto il mondo.
Nel 1924 Murano perse l'autonomia comunale e ritornò a far parte del Comune di Venezia.
